電力系統(tǒng)繼電保護裝置運行可靠性情況研究

江益章

摘 要：電力系統(tǒng)繼電保護裝置運行的可靠性直接關系著電力系統(tǒng)的運行。一旦繼電保護裝置出現(xiàn)運行不良的情況，則不僅會直接導致電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，還會出現(xiàn)一系列的連鎖反應，甚至造成電力系統(tǒng)崩潰。因此，繼電保護裝置的運行研究已成為我國電力企業(yè)的重要課題。就電力系統(tǒng)繼電保護裝置的運行可靠性進行深入剖析，以期為繼電保護裝置的改造和電力行業(yè)的發(fā)展提供參考。

關鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護裝置；電路保護；電網(wǎng)

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.077

電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置主要起到對基礎元件和電路加以保護的作用，比如在發(fā)電機、線路出現(xiàn)可能危害整個電力系統(tǒng)運行的故障時，繼電保護裝置可向控制器發(fā)送短路信號或執(zhí)行跳閘命令，從而防止事故進一步擴大。繼電保護裝置作為一種自動化保護設備，經(jīng)過長時間的改造和創(chuàng)新后，已逐步實現(xiàn)智能化，但這并不意味著電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性得到了徹底保障，人為因素和設備老化因素等諸多原因均有可能危害電力系統(tǒng)的安全。因此，有必要不斷加強繼電保護裝置運行可靠性研究，切實保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1 繼電保護裝置的運行要求和指標

1.1 繼電保護裝置的運行可靠性要求

電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置需要同時滿足以下4個要求：①時效性。時效性是指繼電保護裝置能在最短的時間內發(fā)現(xiàn)元件和電路運行故障，并進行切斷故障等相應處理，從而將故障范圍縮至最小，將損害等級降到最低，以免造成更加嚴重的后果。②靈敏性。靈敏性是指繼電保護裝置應針對各種元件和線路的保護要求具備相應的靈敏系數(shù)，當各類元件和線路發(fā)生金屬線短路時，能作出不同程度的反應。其最小靈敏系數(shù)應符合相關規(guī)范標準的具體要求。③穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是指繼電保護裝置內部的保護元器能協(xié)同合作發(fā)揮系統(tǒng)維護和管理功能，從而使設備和線路達到最優(yōu)技術狀態(tài)。④選擇性。選擇性是指當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置能選擇性地發(fā)出操作指令和動作，將距離故障最近的斷路器斷開，從而確保其他未發(fā)生故障的部分可正常運行。任何電力設備，包括變壓器、母線等均無法在未安裝繼電保護裝置的情況下運行，而且額定電壓220 kV以上的電網(wǎng)還需要設置兩套或兩套以上相對獨立的繼電保護裝置，確保當一套繼電保護裝置發(fā)生故障時，其他繼電保護裝置能繼續(xù)發(fā)揮電路保護功能，并迅速切斷短路故障的線路。

1.2 繼電保護裝置運行的可靠性指標

評估電力系統(tǒng)繼電保護裝置運行的可靠性時，需要參照一定的評估指標。但現(xiàn)有的可靠性研究成果較多，有關運行可靠性的評估指標也較多，每種評估方法的側重點均不同，包含的內容也不全面，進而與實際中的不可估量存在一定的偏差。因此，可能出現(xiàn)測試結果與實際樣本偏離的情況，這就需要多搜集測試樣本，并不斷優(yōu)化評估方法，使評估結論更具說服力。

結合電力系統(tǒng)繼電保護裝置的穩(wěn)定運行狀態(tài)和我國電力系統(tǒng)的標準，繼電保護裝置運行可靠性指標主要指PC，而PC又包括PC1，PC2，PC3.PC1指正確故障動作率、PC2指正反雙向區(qū)外正確故障動作率、PC3指正常運行狀態(tài)下的正確故障動作率。如果繼電保護裝置共進行R次動作，正確的故障區(qū)內動作次數(shù)為R1，正常情況下的不動作次數(shù)為R2，故障區(qū)外不正確的動作次數(shù)為R，則R=R1+R2+R3.由于R3難以計算，因此，繼電保護裝置的動作正確率只能暫時表述為：

PC= . （1）

2 繼電保護裝置動作異常情況分析

電力系統(tǒng)繼電保護裝置需要在故障區(qū)內有效動作。如果繼電保護裝置出現(xiàn)保護不動作等異常情況，則說明繼電保護裝置正處于不良狀況。對于保護不動作問題，要檢查其采樣元件和系統(tǒng)能否正常運行，如果檢查無誤，則需核實設定的保護定值是否正確，尤其要注意保護定值中的控制值應正常。在實際工作中，常出現(xiàn)硬壓板處于投入位置，但繼電保護裝置卻未檢測到硬壓板投入的情況，進而導致繼電保護裝置無法正常運行。出現(xiàn)這一問題的原因較多，最常見的有電線短路、硬壓板接線的虛接和錯接等。一般情況下，檢測硬壓板的投入時需要監(jiān)測回路中的電位，檢測過程中需要注意電位監(jiān)測參考段必須為開入的負電源。除了硬壓板投入異常這一常見問題外，繼電保護裝置還有可能出現(xiàn)零序保護問題。目前，繼電保護裝置中采用的零序保護均為零序電流模式，因此，需要保證外接的零序電流回路有效通過零序電流，從而確保繼電保護裝置的正常運行。此外，電力系統(tǒng)中的重合閘不動作問題也會影響繼電保護裝置的正常運行。因此，需要檢查重合閘的充電情況，排查是否存在閉鎖重合閘開入問題。如果檢查結果正常，則需要監(jiān)測繼電保護裝置動作瞬間重合閘是否存在放電現(xiàn)象。上述動作異常情況均為繼電保護裝置在實際工作中常遇到的問題，需要工作人員的予以高度重視。

3 結束語

繼電保護裝置的可靠性運行對保證電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有重要意義。繼電保護裝置的可靠性涉及的方面較多，不僅包括硬件設備的運行性能，還包括人為把關的質量。在日益復雜的電力系統(tǒng)中，有必要對繼電保護裝置的可靠性運行進行更加深入的研究，做到及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，并采取完善的評估標準，從而不斷推動電力行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1]陳增賢.電力系統(tǒng)繼電保護裝置運行可靠性指標的探討研究[J].硅谷，2014（22）.

[2]鄔大為，薛峰，龔海華.一種能及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護裝置死機的監(jiān)測方法[J].電氣應用，2014（23）.

[3]葉峻，吳慶彤.電力系統(tǒng)繼電保護及自動化裝置可靠性試驗評估研究[J].通信電源技術，2015（02）.

[4]張烈，呂鵬飛，申華，等. 2013年國家電網(wǎng)公司220 kV及以上電壓等級交流系統(tǒng)繼電保護設備及其運行情況分析[J]. 電網(wǎng)技術，2015（04）.

〔編輯：張思楠〕